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摩擦润滑和润滑剂2014修改解读.ppt

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第四章 摩擦、磨损和润滑 摩擦学概述 何谓摩擦?何谓磨损?(造成表面形状 和尺寸的变化,间隙 ↑ ,表面粗糙度 ↓ ) 摩擦学:即研究 相对运动的相对作用表面间的 摩擦、 磨损及润滑 ,以及三者之间关系的基础理论和实践的 一门边缘 科学 (形成于 20 世纪 60 年代) 。 摩擦、磨损及润滑三者之间的关系: 作相对运动的两物体接触面间必然产生摩擦; 摩擦的结果必然产生磨损;而减少摩擦、磨损的有 效措施是润滑。 80% 损坏零件由磨损造成,一般不可避免。 1981 年美国公 布的数据:磨损造成的损失 1000 亿 / 年,材料消耗 200 亿 / 年。 中国每年由于摩擦、磨损损失 584.7 亿元。 TJPU 摩擦学研究范围: ? 动、静摩擦副; ? 零件表面受介质摩擦、或碰撞、冲击:犁铧、叶轮 ; ? 机制工艺的摩擦学问题:金属成形加工等 ; ? 弹性摩擦副:汽车轮胎与地面; ? 特殊工况条件下的摩擦学问题。宇宙探索中遇到: 高真空等。 TJPU 4-1 摩擦 静摩擦 —— 仅有相对滑动趋 势时的摩擦 外摩擦 —— 两个相互接触表面之间的摩擦 内摩擦 —— 发生在物质(多指流体)内部 滚动摩擦 滑动摩擦 摩擦磨损造成:发热,效率 ↓ ,可靠性 ↓ ;噪音 ↑ ,工作 精度 ↓ ,材料消耗。一般有害。 可以利用 :利用摩擦:带传动、制动器等 摩擦 摩擦 动摩擦( 动摩擦系数小于静摩擦) 摩擦 利用磨损:磨削、抛光和跑合等。 TJPU 摩擦表面的摩擦状态 1. 干摩擦 :两摩擦表面直接接触, 不加入任何 润滑 剂的摩擦。 干摩擦的摩擦阻力最大,磨损最严重,使用 寿命最短, 必须避免 。 2 . 边界摩擦 :摩擦表面间存在润滑油,金属表面 与润滑油作用形成 一层很薄的边界膜( 〈 1 ? m) , 保护金属,这种摩擦称为边界摩擦。 边界摩擦不能完全避免金属的 直接接触,因此仍有磨损产生。 TJPU 边界膜 分为: ? 物理吸附膜:利用油中的极性分子牢固的吸附在金 属表面形成表面吸附膜(分子间的吸附力); ? 化学吸附膜:利用化学键力形成金属皂膜(吸附在 金属表面原子间的吸附力); ? 化学反应膜:油中的 S 、 P 等元素与金属表面反应 ( 150o ~ 200oC )形成化合物。适合高温重载和高速。 表征 润滑油 形成吸附膜的能力 —— 油性 油性的好坏取决于油中所含活性物质: 动物油 植物油 矿物油 表征润滑油形成反应膜的能力 —— 极压性 TJPU 减小边界摩擦的措施 : ? 合理选择摩擦副材料和润滑剂; ? 降低表面粗糙度; ? 控制 pv (控制发热等); ? 在润滑剂中加入油性添加剂和极压添加剂。 TJPU 4. 混合摩擦:边界摩擦和液体摩擦共存。 随着摩擦面油膜厚度的增大,表面凸峰接触数量在 缩小,油膜所承载的比重增加。 3. 液体摩擦:摩擦面间的油膜厚度 大到将两表面的不平度凸峰完全分开 , 即为完全液体摩擦。油膜必须是压力 油膜 TJPU 混合摩擦时,仍不能避免金属的直接接触,仍存在 摩擦,但比边界摩 擦 小得多。 1 ? ? 边界摩擦 ? =1 ~ 3 混合摩擦 ? 增加,油膜厚度增加 ? 3 液体摩擦 非液体摩擦:混合摩擦,边界摩擦,干摩擦。 机械利用摩擦的实例: 带传动、制动器、摩擦离合 器、带式输送机等。 TJPU 膜厚比: 2 q2 2 q1 min R R h λ ? ? 最小油膜厚度 表面轮廓 均方根偏差 ? 摩擦副材料 ? 表面粗糙度 ? 润滑状态 ? 表面膜 ( 由于污染、化学热处理、电镀和润滑剂的作用等, 在金属表面形成一层极薄的表面膜)如氧化膜、硫化膜、 磷化膜、氯化膜、锢膜、镉膜、铝膜等 TJPU 影响摩擦的主要因素: 还与载荷、相对运动速度和温度等有关。 4-2 磨损 磨损 ——摩擦体表面材料在相对

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